Waterstofbinding

Waterstofbinding is een zwakke maar belangrijke intermoleculaire interactie die voorkomt tussen moleculen met een polaire binding. Het ontstaat wanneer een waterstofatoom dat covalent gebonden is aan een zeer electronegatief atoom (meestal zuurstof, maar ook stikstof of fluor) gedeeltelijk positieve lading heeft. Deze waterstof kan een aantrekkingskracht uitoefenen op een vrij elektronenpaar van een tweede electronegatief atoom in een nabije molecuul. Het is geen covalent binding, maar een gerichte interactie die vloeistoffen en biomoleculen bij elkaar houdt en structuren mogelijk maakt.

Bij waterstofbinding spreken we van een donor en een acceptor. De donor is het atoom dat de eigenlijke covalente binding met waterstof draagt (bijvoorbeeld O–H of N–H). De acceptor is een electronegatief atoom met een vrij paar elektronen (zoals O, N of F) die de waterstof kan aantrekken. De interactie is directioneel: de lijn die donor-waterstof-acceptor vormt, beïnvloedt de sterkte en stabiliteit van de binding.

Veelvoorkomende voorbeelden zijn watermoleculen die een netwerk vormen, alcoholen en amines in oplossingen, en de basen in DNA die elkaar via waterstofbindingen koppelen. Waterstofbinding speelt een cruciale rol bij de structuur van water en bij de drijvende kracht achter eiwitvouwing, DNA-basingsparing, en het oplossend vermogen van water. De binding is tijdelijk en kan gebroken en gevormd worden bij veranderingen in temperatuur of omgeving, waardoor het chemische en biologische functies mogelijk maakt en reguleert.